热处理对T91钢金相组织及显微硬度的影响_王然热处理对T91钢金相组织及显微硬度的影响王然,贺明贤(国家电力公司电力建设研究所,北京102401)摘要:通过改变热处理温度的方法,模拟出T91钢焊接过程中受焊接热循环影响的不同区域,并进行了金相组织及显微硬度的分析和比较。关键词:T91钢;金相组织;显微硬度中图分类号:TG142文献标识码:A文章编号:025426051(2000)1120006203EffectofHeatTreatmentonMicrostructureandHardnessofT91SteelWANGRan,HEMing2xian(StatePowerCorporationofChinaEPCRI,Beijing102401,China)Abstract:ThedifferentzonesaffectedbyweldthermalcycleduringtheweldingprocessofT91steelhavebeensimulatedbymeansofchangingthetemperatureofheattreatment.Metallurgicalsturctureandmicrohardnesshavebeenanalysedandcomparedindifferentheataffectedzones.Keywords:T91steel;metallurgicalstructure;microhardness1引言我国电站锅炉用管一般在低温段采用碳素钢,高温段用珠光体型或贝氏体型钢。70年代中期,电站锅炉用管在高温段(过热器、再热器及主蒸汽管道)开始使用从原联邦德国进口的热强钢管,如:T22/P22、HT7(9Cr21Mo)和X20CrMoV121(F12)或X20CrMoWV121(F11);80年代初期,引进了美国CE公司的600MW、300MW亚临界压力锅炉的设计和制造技术,在高温段开始采用T91/P91、TP304H或TP347H[1]。目前我国电站锅炉高温段所使用的材料各有其优势,同时也存在着一些缺憾,如主蒸汽管道所使用的P22(10CrMo910厚壁管)钢,随着机组参数的提高,为了保证管道能够承受更大的应力,必须增加主蒸汽管道的壁厚,这必然会给管件带来大壁厚造成的温度梯度应力,同时又会给安装和加工带来困难。而F12(F11)钢虽然是一种马氏体热强钢,在高温下其性能具有很大的优势,但是由于其含碳量较高,所以焊接时容易出现裂纹。奥氏体不锈钢TP304H和TP347H,在性能及焊接方面都具有明显的优势,但材料完全依靠进口且价格昂贵。而目前广泛采用的T91/P91管材,它可以在高达650e的温度下运行,并且在相同的温度范围内其许用应力与F12(或F11)、9Cr21Mo、T22/P22及TP304H钢相比有许多优势,如表1所示[2,3],因此T91/P91钢管材可替代焊接性差的X20CrMoV121(F12)、价格昂贵的TP304H不锈钢及热强性较差的T22/P22钢[4]。表1T91/P91与其它热强钢许用应力情况对比使用温度/e许用应力情况300~700T91/P91比9Cr21Mo和2125Cr21Mo钢高,尤其是在>550e时为上述两种材料的2倍。530~620T91/P91钢明显高于F12钢620随着温度升高,T91/P91钢的许用应力下降速度比TP304H快。由于T91/P91钢管材近几年才在我国电站中广泛应用,因此对其母材及焊接接头的金相组织及显微硬度有必要进行深入的了解。本试验通过采用热处理方法模拟了T91钢焊接接头不同区域的受热状况,并进行了金相组织及显微硬度分析,提供了不同区域的典型金相组织及显微硬度情况,可供电厂、电建金属检验人员在现场检验时进行组织的鉴别与参考。表2T91钢的化学成分(质量分数)w(%)元素CSPMnCrMoSiVNNbNiAl含量01010101014010160144818201880136012201043010850107310%),在正火状态下的组织应为马氏体组织。图1T91/P91钢的奥氏体连续冷却转变曲线(CCT)A+C:奥氏体+碳化物F+C:铁素体+碳化物M:马氏体Ms:马氏体开始转变温度Mf:马氏体完全转变温度,,转变50%时的温度C*:MX=(V,Nb)(C,N)奥氏体化:1040e,20min65金属热处理62000年第11期热处理对T91钢金相组织及显微硬度的影响王然,贺明贤(国家电力公司电力建设研究所,北京102401)摘要:通过改变热处理温度的方法,模拟出T91钢焊接过程中受焊接热循环影响的不同区域,并进行了金相组织及显微硬度的分析和比较。关键词:T91钢;金相组织;显微硬度中图分类号:TG142文献标识码:A文章编号:025426051(2000)1120006203EffectofHeatTreatmentonMicrostructureandHardnessofT91SteelWANGRan,HEMing2xian(StatePowerCorporationofChinaEPCRI,Beijing102401,China)Abstract:ThedifferentzonesaffectedbyweldthermalcycleduringtheweldingprocessofT91steelhavebeensimulatedbymeansofchangingthetemperatureofheattreatment.Metallurgicalsturctureandmicrohardnesshaveb...